Основные соотношения и зависимости при выборе полного и расчете маневрового объема гидропневмоаккумулятора

Начальный объем жидкости в гидроаккумуляторе:

V_ж.н=V_к[1-(p_Г/p_Н)^1/n],

p_Г-давление азота в гидроаккумуляторе, МПа;

p_Н – давление насоса, Мпа;

n=1,405 – показатель политропы.

Конструктивный объем гидрогазового аккумулятора включает: объем газовой камеры, полезный объем (изменяемый объем жидкостной камеры) и начальный объем жидкости в гидроаккумуляторе, то есть

V_к=V_Г+ V_П+ V_ж.н,

Полезный объем в гидроаккумуляторе

V_П= V_к (p_Г/p_Д- p_Г/p_Н)^1/n,

где p_Г – давление азота в гидроаккумуляторе, Мпа;

p_Н – давление, разви­ваемое насосом, МПа;

p_Д – давление страгивания поршня ГЦ, МПа.

Если гидроаккумулятор присоединить к одной из полостей ГЦ, время задержки увеличивается за счет времени заполнения его объема. Мак­симальное давление в газовом гидроаккумуляторе

p_max = p_{Г/ ,}

Нарастание давления газа в пневмогидроаккумуляторе происходит по закону, близкому к апериодическому закону. По такому же закону нарастает и гидравлическое давление в гидроаккумуляторе и полости ГЦ, то есть

,

где t – время нарастания давления, с;

T_П – постоянная времени аперио­дического звена, с.

Время нарастания давления в гидроаккумуляторе и полости ГЦ при включенном в схему гидроаккумуляторе, до момента страгивания поршня со штоком, представлено графической зависимостью на рисунке 2 и описывается выражением:

,

где Q_др.ср – средний расход жидкости, подаваемой в гидроаккумулятор и полость ГЦ, м³/с.

Постоянная времени апериодического звена (с)

,

где R – универсальная газовая постоянная для азота, Дж/кг*К;

T – температура азота, К; α – проводимость гидравлической магистрали, которая зависит от давления насоса и других параметров.

При p_Н = 30 бар – T_П = 2 с; при p_Н = 40 бар – T_П = 1,4 с.

Рисунок 4 – График нарастания давления в гидропневмоаккумуляторе

Расход жидкости, поступающей в гидроаккумулятор и полость ГЦ, ме­няется от момента открытия ГР до момента страгивания поршня ГЦ. С некоторым допущением можно считать, что расход за это время изменяется (уменьшается) по линейной зависимости,

,

где Q_др – расход, обеспечиваемый дросселем гидросхемы; p_а – атмо­сферное давление; p_max, p_min – максимальное и минимальное гидравлическое избыточное давление в гидроаккумуляторе. Максимальное гидравлическое давление (см. график) определяется давлением страгивания поршня со штоком гидроцилиндра p_Д, а минимальное гидравлическое давление – давлением газа (азота) p_Г. Первый член уравнения показывает, что нарастание избыточного гидравлического давления от нуля до 10 бар (равное давлению азота) происходит в полости начального объема жидкости гидроаккумулятора. Второй член уравнения показывает, что нарастание давления от p_Г = 10 бар до давления страгивания p_Д происходит за счет сжатия газа – азота и уменьшения газовой камеры гидроаккумулятора.

Дата добавления: 2015-07-11